Neue Polyketid-Synthese mittels Pseudomonas in Zwei-Phasen-Fermentationen

Stipendiatin/Stipendiat: Tobias Schwanemann

Dieses Projekt soll eine alternative Herstellungsmethode sekundärer Pflanzenstoffe ermöglichen. Die natürliche Isolierung oder chemische Synthese von natürlichen sekundären Pflanzenstoffen wie Benzophenonen, Xanthonen und Stilbenen, wie Pinosylvin, sind entweder im Downstream-Prozess von natürlichen Ressourcen begrenzt oder in ihrer chemischen Synthese verschwenderisch und sehr umweltschädlich aufgrund der anfallenden halogenen Abfälle.

Eine alternative Synthese ist die Implementierung der jeweiligen natürlichen Biosynthesepfade in das Bakterium Pseudomonas taiwanensis VLB120, welches aufgrund seiner vielversprechenden Eigenschaften vorteilhaft ist, wie hohe Ausbeuten in der Aromatenproduktion, verfügbare molekulare Werkzeuge für genetische Modifikationen und natürliche Lösungsmitteltoleranz, die ein elegantes Prozessdesign ermöglicht. Aufgrund der Toxizität der Produkte wird ein in situ Produktrückgewinnungssystem mit einer Zwei-Phasen Fermentation angestrebt. Der Einsatz von Pseudomonas ist ein Pluspunkt, da dieser Ansatz bereits zukünftige Herausforderungen im Upscale für die umweltschonende Synthese berücksichtigt. Dies ist ein neuer Ansatz sekundäre Pflanzenstoffe umweltschonend herzustellen, weil dies ein übertragbares Verfahren für eine Vielzahl an Produkten darstellt und hiermit eine umweltschonende Gewinnung sekundärer Pflanzenstoffe ermöglicht werden wird. Darüber hinaus wurden Benzophenone und Xanthone noch nie auf diese Art und Weise synthetisiert.

Hauptziel dieses Projekts ist es, durch eine Kombination aus Metabolic Engineering und Prozessentwicklung eine umweltschonende Herstellung von Polyketiden zu ermöglichen. Hierzu wird die heterologe Biosynthese von Pinosylvin und Benzophenonen in Pseudomonas eingebracht und eine übertragbare Fermentationsstrategie entwickelt.

Förderzeitraum:
01.02.2020 - 31.01.2023

Institut:
Heinrich-Heine Universität Düsseldorf Forschungszentrum Jülich GmbH Institute of Bio- and Geosciences

Betreuer:
Prof. Dr. Nick Wierckx

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